郑 康

(广东省南粤交通投资建设有限公司，广东 广州 510000)

1 工程概况

以汕(头)湛(江)高速公路清远清新至云浮新兴段新村隧道工程为例，由于原设计新村隧道属于V型冲沟，埋深较浅，围岩使用全风化炭质绢云母片岩，在2019年6月25日发生冒顶坍塌，对此采取洞内中管棚对坍塌体回填水泥土方案。在9月2日出现初支突变挤压变形，拱顶突变下沉，初支侵入二衬达45 m，经过分析后支护变形侵限原因在于前期塌方冒顶，在雨季施工，造成地下水和地表水下渗进洞内，造成全风化炭质绢云母片岩软化，稳定性降低，出现变形。对此在K49+420～K49+250段使用I20临时仰拱以及竖斜向钢支撑，设定60 cm间距，临时仰拱使用26 cm厚C25喷射混凝土进行封闭，径向使用5 m小导管加固。对K49+420～K49+435初支限段落展开换拱处理，要在数据监测后进行加固。拆除1榀支撑更换1榀，及时封闭仰拱。每间隔3 m断面设置监测点，对围岩进行监控。

2 换拱施工技术安全管理

2.1 换拱施工技术的监控管理

对于本工程而言，需要加强对围岩的监控，主要从两个方面展开监控。一方面需要对洞内进行监控，另一方面需要对地表沉降进行监控。尤其是地表沉降监测，在变形换拱前需要按照10 m纵向间距，对5 m横向间距上设置监控点位，在隧道中线位置适当增加加密点位。中线监测范围不能超过隧道的开挖宽度和埋深两者之和。对于洞内的监控需要在护拱上设置监控点位，在5～10 m保证具备断面测点，建立台账，监测频次要保证1 d1次。根据监控数据的形成时间制作断面收敛曲线图和拱顶沉降曲线图。对用水量进行准确计算，进而保证施工安全，如下式所示。根据监测数据对隧道稳定性进行判断。因此需要积极使用信息设备，保证前期监控数据准确，进而保证施工方案的安全性。

Q=2.74×a×W×A=2.74×0.3×2357×0.122=236.3(m3/d)

其中2.74为换算系数，Q为隧道含水体地段的常规用水量，a为降水入渗系数，A为含水体地段集水面积，W为年降水量。通过对常规用水量的计算可确定施工期间用水量，评估安全水平。

2.2 做好换拱前准备工作

首先要重视钢支撑和换拱台架的支撑，首个钢支撑加工之后，需要经过组装测试判断其性能，保证达到设计要求进行批量生产。在本工程中对于拼装施工提出了要求，要求误差不能超过3 cm，而平面翘曲误差不能超过2 cm，要预留10～15 cm变形量。其次需要对施工人员进行技术交底，交底内容包括现场情况、拆换方案、工艺标准、安全防护等措施，以此保证换拱时顺利完成。换拱前还需要对变形区域进行断面检查，绘制断面图纸。将变形区域准确更换拱架，能够将重要位置清楚的标记出来。最后要根据断面图确定换拱位置，方便于施工人员准确找到换拱位置。在准备工作中安排安全生产责任，针对不同施工步骤，将施工工序分配给不同施工人员，提高施工人员的安全意识。组织施工人员进行安全技术交底。施工期间，每天早会对当天施工内容进行技术交底，要求作业现场人员能够准确掌握安全技术的应用。早会也需要对安全防护设施进行清点，保证施工人员穿戴完好安全服装。同时需要要求班组长对施工人员进行安全检查，每天巡视施工现场，在每日检查记录中签名保存，保证每位施工人员能够掌握安全注意事项，了解安全操作流程，保证隧道施工受到安全监管。

2.3 临时加固初期支护

首先根据施工现场要求，使用扇形支撑方案，在每两个钢拱架设一环。斜向上使用钢板焊接，并完全楔紧支撑。在接头位置使用工字钢，利用钢筋牢固焊接，保证每个节点连接牢固，施工期间根据变形情况对拱架进行调整，在必要时提高布置密度。其次要注浆加固围岩。由于本工程选择全断面4.5 m小导管管径加固帷幕注浆。洞内建设临时支撑后开始加固注浆，使用42 mm，4 mm无缝钢管，长度为4.5 m，对初支进行围岩注浆。使用梅花形设置注浆孔，保持100 cm环向间距，120 cm纵向间距。在管口位置上要牢固埋设。浆液选择双液浆，使用风机钻进行钻孔，保证钻孔标准，注浆时维持0.5～1.5 MPa压力。按照设计量注浆，保持1.5 MPa压力持续10 min，同时要保证注浆量超过80%。完成注浆后需要打检测孔，保持深度为4 m。并对检查孔进行观察，若只滴水，渗水不超过2L/d，可以满足1.5 MPa单轴抗压强度，保证注浆达到应有效果。最后还需要对检查口进行封堵并保证封堵完全。在加固支撑完成后取得理想效果，变形情况恢复稳定，可以将初支拆除，在拆除时分单元将超限初支拆除，按照小里程到大里程顺序拆换，按照先上后下的顺序进行拆除，拆下一段立刻进行支护。

这部分施工环节中，尤其要重视安全防护设施的完善，由于施工空间狭窄，施工人员经常需要交叉作业，为避免高空坠落等安全事故，还需要在现场架设安全网，尤其是施工出入口要建设牢固防护棚。在安装和架设支护中，能够具备完善的安全设施。施工人员作业全程佩戴安全帽、防滑鞋等保护用品，高处作业必须要佩戴安全带，设置1 m以上高度的防护栏杆，避免高空坠落事故的出现。

2.4 钢支撑架设与更换拱架

首先对拱脚杂物进行清理，回填喷射混凝土，混凝土强度要根据实际情况设定。本工程选择C25混凝土施工。架设时要对误差严格控制，换拱作业需要有人工对钢支撑进行组装，使用螺栓连接，并保证三面满焊。使用混凝土楔子沿着钢支撑外缘2 m楔紧。更换拱架要保证支护形式维持一致，按照实际情况对纵向间距进行调整。换拱后需要及时喷射混凝土，拆换长度不能过长，并及时进行防水处理，完成二衬混凝土的浇筑工作。初支变形严重可以拆换一模二衬长度。保证混凝土可以达到75%设计强度，台车后退继续进行换拱作业，避免出现二次侵限，安排专人对工程监控量测。一旦发现异常情况，需要立即停止施工，进而保障施工人员人身安全。

2.5 完善施工保险制度

对全体施工人员购买工程保险。工程保险能够以较少的投入获得较大保障，一旦发生工程事故，施工人员也能够得到补偿。发生事故后保险人能够得到经济补偿，对安全事故造成的副作用产生一定抵消。保险制度也能成为一种激励策略，提高施工人员的安全意识。

3 总 结

本文先简单分析了V级围岩隧道围岩变形风险，以新村隧道右洞进口施工为例，详细阐述了换拱施工技术安全管理。施工方必须要加强换拱施工技术的监控管理，做好换拱前准备工作，注意临时加固初期支护、钢支撑架设与更换拱架施工，并不断完善施工保险制度。通过加强施工技术的安全管理，有效减少安全事故，提高施工安全性。